วอชิงตัน ดี.ซี— นักวิทยาศาสตร์ขว้างทุกสิ่งทุกอย่างที่มีขึ้นไปบนท้องฟ้าในช่วงสุริยุปราคาที่กวาดไปทั่วพื้นที่ส่วนใหญ่ของสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 8 เมษายน พ.ศ. 2567 พวกเขาส่งเครื่องบินที่อยู่ในระดับความสูง เกณฑ์อาสาสมัครเพื่อปล่อยบอลลูนตรวจอากาศ และถ่ายภาพดวงอาทิตย์ที่มีลักษณะคล้ายรัศมีอันสดใส โคโรนา และส่งสัญญาณวิทยุแฮมกลับไปกลับมาผ่านชั้นบรรยากาศ
เป้าหมายคือการเข้าใกล้การคลี่คลายความลึกลับบางประการของดวงอาทิตย์มากขึ้น รวมถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดโคโรนา-SN: 5/1/24-
ผลลัพธ์เบื้องต้นจากการทดลองวิทยาศาสตร์สุริยุปราคาชุดนี้ถูกนำเสนอในวันที่ 10 ธันวาคมในการประชุมประจำปีของสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกัน ในขณะที่เมฆบดบังส่วนหนึ่งของเส้นทางคราสทั่วสหรัฐอเมริกา ทีมงานก็สามารถรวบรวมข้อมูลที่จะกระตุ้นให้เกิดการสอบถามในอนาคต ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดว่าโครงการบางโครงการที่มองเข้าไปในเงาดวงจันทร์ดำเนินไปอย่างไร
การใช้สุริยุปราคาเต็มดวงเพื่อดูโคโรนา
เครื่องบิน NASA WB-57 สองลำออกเดินทางเพื่อศึกษาโคโรนาด้วยการบินภายในเงาดวงจันทร์ตามเส้นทางสุริยุปราคาเต็มดวง ยานอวกาศมีเครื่องมือสองประเภท ได้แก่ กล้องสำหรับจับภาพโคโรนา และสเปกโตรมิเตอร์ที่วัดความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันและสามารถติดตามโครงสร้างที่แตกต่างกันภายในโคโรนาตามอุณหภูมิ
แม้ว่าภาพบางภาพจากกล้องติดปีกจะออกมาพร่ามัวเนื่องจากแรงสั่นสะเทือนที่ไม่คาดคิด ทีมงานยังคงสามารถจับภาพที่มีรายละเอียดของโคโรนาได้ สเปกโตรมิเตอร์ที่ติดตั้งอยู่ที่จมูกเครื่องบินไม่ได้รับผลกระทบใดๆ
ในขณะเดียวกัน ทีมสังเกตการณ์ 35 ทีมซึ่งประจำการอยู่ตามเส้นทางแห่งความสมบูรณ์จากเท็กซัสถึงรัฐเมนได้ถ่ายภาพโคโรนาของดวงอาทิตย์จากพื้นดิน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Citizen CATE (Continental-America Telescopic Eclipse) เป้าหมายคือการรวบรวมภาพยนตร์ความยาว 60 นาทีที่ครอบคลุมวิวัฒนาการของโคโรนาในช่วงเวลานั้น Sarah Kovac หัวหน้าโครงการและนักดาราศาสตร์จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในเมืองโบลเดอร์ เมืองโคโล กล่าว
โคโรนากลางที่เข้าใจยากคือเขตเปลี่ยนผ่านระหว่างพื้นผิวดวงอาทิตย์และเฮลิโอสเฟียร์ นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งกำเนิดของการระเบิดของอนุภาคมีประจุที่สามารถกวาดเข้าหาโลก ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้า การสื่อสารผ่านดาวเทียมและวิทยุ โดยปกติแล้วจะมืดเกินไปที่จะมองเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ แต่เงาของดวงจันทร์ทำหน้าที่เหมือนกราฟโคโรนากราฟตามธรรมชาติ ทำให้มองเห็นรายละเอียดได้ Kovac กล่าว
โครงการถูกขัดขวางจากสภาพอากาศที่มีเมฆมากตลอดเส้นทาง ถึงกระนั้น ทีมงานก็สามารถจับภาพโคโรนาได้มากกว่า 47,000 ภาพ ภาพยนตร์เบื้องต้นที่ต่อเข้าด้วยกันจากภาพที่รวบรวมได้จากสถานที่ 3 แห่งในเท็กซัส มิสซูรี และเมน แสดงให้เห็นว่าส่วนต่างๆ ของโคโรนาถูกเปิดเผยเมื่อเวลาผ่านไป
การใช้สุริยุปราคาเพื่อตรวจสอบคลื่นแรงโน้มถ่วง
ที่อื่นๆ ตามเส้นทางแห่งความสมบูรณ์ นักเรียนมากกว่า 800 คนรวมตัวกันเป็นทีม ปล่อยบอลลูนตรวจอากาศขึ้นสู่ท้องฟ้า ความหวังของโครงการบอลลูนสุริยคราสทั่วประเทศคือการยึดครองให้เกิดระลอกคลื่นที่เรียกว่าคลื่นแรงโน้มถ่วง (SN: 4/8/24- เป็นที่รู้กันว่าพายุฝนฟ้าคะนองและอากาศที่เคลื่อนตัวเหนือภูเขารบกวนบรรยากาศมากพอที่จะก่อให้เกิดคลื่นแรงโน้มถ่วง และนักวิจัยสงสัยว่าสุริยุปราคาอาจเป็นตัวกระตุ้นเช่นกัน โดยทำให้เกิดการเย็นลงอย่างกะทันหันซึ่งเปลี่ยนแปลงสมดุลของบรรยากาศในช่วงสั้นๆ
Jie Gong นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศประจำศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในเมืองกรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์ กล่าวว่า ผลกระทบที่คล้ายกันนี้จะเกิดขึ้นในเวลาพระอาทิตย์ตกในแต่ละวันที่ทำงานในโครงการ- ชั้นขอบเขตที่มั่นคงระหว่างบริเวณชั้นบรรยากาศต่ำสุดของโลก โทรโพสเฟียร์ และบริเวณถัดไปที่อยู่ด้านบน คือ สตราโตสเฟียร์ จะจมลงเมื่อดวงอาทิตย์ตก
ข้อมูลจากการรณรงค์ที่คล้ายกันระหว่างคราสเดือนตุลาคม พ.ศ. 2566 ที่พบในทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา แสดงให้เห็นว่าคราสส่งระลอกคลื่นผ่านชั้นบรรยากาศจริงๆ กงกล่าว การรวบรวมข้อมูลในปี 2024 ค่อนข้างถูกขัดขวางจากสภาพอากาศที่มีเมฆมาก แม้ว่าแต่ละทีมจะปล่อยบอลลูนอย่างดุเดือดทุกๆ ชั่วโมงเป็นเวลา 30 ชั่วโมงก็ตาม
แต่การสำรวจของนักศึกษาหลังจากโครงการสิ้นสุดลงแสดงให้เห็นความสำเร็จที่ชัดเจนอย่างน้อยหนึ่งครั้ง กงกล่าวว่า ก่อนเริ่มโครงการ มีเพียงไม่กี่คนที่เห็นว่าตนเองเชี่ยวชาญสาขา STEM หลังจากเข้าร่วมโครงการ เกือบทุกคนรายงานว่าตนเองเก่งเรื่อง STEM
คำแนะนำของสิ่งที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศรอบนอกระหว่างสุริยุปราคาเต็มดวง
ผู้ดำเนินการวิทยุสมัครเล่น “แฮม” มากกว่า 6,350 รายในหลายร้อยสถานีทั่วสหรัฐอเมริกาเข้าร่วมในการศึกษาผลกระทบของชั้นบรรยากาศที่มีประจุซึ่งสัญญาณวิทยุสามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลได้ (SN: 8/13/60-
งานนี้จัดขึ้นโดย HAMSci ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มด้านวิทยาศาสตร์พลเมืองที่รวมชุมชนวิทยุแฮมกับนักวิทยาศาสตร์อวกาศเข้าด้วยกัน โดยใช้ประโยชน์จากวิธีที่สัญญาณวิทยุที่สะท้อนออกจากชั้นบรรยากาศรอบนอกสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสูง ความหนาแน่น และโครงสร้างของชั้นบรรยากาศนั้นได้ นาธาเนียล ฟริสเซลล์ ผู้ก่อตั้งกลุ่ม นักฟิสิกส์อวกาศจากมหาวิทยาลัยสแครนตัน ในรัฐเพนซิลวาเนีย กล่าวว่า สิ่งนั้นสามารถช่วยให้นักวิจัยเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างอวกาศกับบรรยากาศชั้นบนได้ดีขึ้น
ในช่วงคราส อาสาสมัคร HAMSci ส่งสัญญาณมากกว่า 52 ล้านสัญญาณที่ความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 30 เมกะเฮิรตซ์ สิ่งที่พวกเขาเห็น Frissell กล่าวว่าในขณะที่เงาของดวงจันทร์ผ่านไป ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ก็ลดลง นั่นทำให้คลื่นวิทยุ “หลบหนีไปในอวกาศ และการสื่อสารล้มเหลว” ผลกระทบดังกล่าวเลียนแบบการลดลงของไอออนไนซ์ที่เกิดขึ้นทุกวันเมื่อกลางวันเปลี่ยนเป็นกลางคืน Frissell กล่าวเสริม
การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของไอออไนซ์เนื่องจากคราสทำให้การสื่อสารที่ได้รับการปรับปรุงในช่วงสั้น ๆ ที่ส่งที่ความถี่ต่ำ และทำให้สัญญาณวิทยุที่ส่งที่ความถี่สูงขึ้นแย่ลง ข้อมูลยังเผยให้เห็นว่าฐานของชั้นไอโอโนสเฟียร์มีระดับความสูงเพิ่มขึ้นระหว่างเกิดสุริยุปราคา จากนั้นจึงกลับสู่ระดับความสูงปกติในภายหลัง
สำรวจความลึกลับเกี่ยวกับแสงอาทิตย์จากอวกาศ
แม้ว่าสุริยุปราคาเต็มดวงจะเปิดประตูให้คนจำนวนมาก รวมถึงนักวิทยาศาสตร์พลเมือง เพื่อค้นหาเบาะแสเกี่ยวกับความลึกลับของดวงอาทิตย์ แต่พวกเขาก็เป็นเพียงการมองภาพรวมเท่านั้น คำตอบเพิ่มเติมอาจมาจากวิธีใหม่ในการสำรวจบรรยากาศของดวงอาทิตย์โดยอิงตามอวกาศ
ของนาซ่าโดยแสวงหาแหล่งกำเนิดลมสุริยะ (SN: 6/7/23- ยานอวกาศจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในวันที่ 24 ธันวาคม โดยบินไปในรัศมี 6.1 ล้านกิโลเมตรจากพื้นผิว
ขณะเดียวกันที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ตั้งเป้าใช้ยานอวกาศคู่หนึ่งบินเป็นขบวนเพื่อจำลองสุริยุปราคาหลายร้อยดวงเพื่อศึกษาโคโรนาตอนกลางได้ดีขึ้น (SN: 5/12/24-
